báo cáo thực hành hoá

Gồm 5 bài báo cáo thực hành hoá: Cân bằng hoá học, hydrocarbon, chuẩn độ acid base, ancol, phenol.

BÀI BÁO CÁO THỰC HÀNH HOÁ HỌC

CÂN BẰNG HOÁ HỌC

I MỤC ĐÍCH:

- Nhằm mục đích minh hoạ nội dung lý thuyết về cân bằng hoá học và các yếu

tố ảnh hưởng

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

1 Hằng số cân bằng:

- Phản ứng thuận nghịch là phản ứng có thể xảy ra đồng thời theo chiều thuận cũng như theo chiều nghịch

- Ban đầu, nồng độ các chất tham gia phản ứng rất lớn, sau đó giảm dần, còn nồng độ các sản phẩm tang dần lên, đến một lúc nào đó nồng độ các chất

không thay đổi nữa thì ta nói: Hệ đã đạt đến trạng thái cân bằng.

- Xét phản ứng:

Ở trạng thái cân bằng:

=

Trong đó [A], [B], [C], [D] là nồng độ các chất A, B, C, D khi ở trạng thái cân bằng

- Tỉ số cũng là một hằng số nên được viết gọn là Kcb, gọi là hằng số cân bằng

của phản ứng

2 Ảnh hưởng của sự biến đổi bên ngoài đến cân bằng:

- Ảnh hưởng của sự thay đổi điều kiên bên ngoài đến vị trí cân bằng được xác

định bởi nguyên lí Le Chatelier:

Trong một phản ứng cân bằng, sự thay đổi một yếu tố làm xáo trộn mức cân bằng, sẽ làm mất cân bằng dời đổi theo chiều chống lại sự thay đổi ấy.

- Các yếu tố ảnh hưởng:

a Nồng độ:

Trong cân bằng A + B C + D : khi có sự thay đổi một chất nào đó, ví dụ thêm A vào, thì [A]mới > [A]cb Muốn KC vẫn giữ nguyên vị trí số

cũ thì A phải giảm, C và D tăng, mức cân bằng dời đổi theo chiều cho ra C và D tức là chiều làm giảm A cho đến khi nào có nồng độ mới đạt được trị số KC

KC =

Tương tự, nếu phản ứng đạt được mức cân bằng và nếu lấy bớt [C] hoặc [D] ra khỏi môi trường, mức cân bằng mới sẽ dời đổi theo chiều cho ra trở lại C và D

b Nhiệt độ:

Phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt có nghĩa là ∆H < 0

Nếu ta tăng nhiệt độ thì theo biểu thức (*) K sẽ giảm Cân bằng phải dịch

chuyển về phía làm giảm [NH3] và tăng [N2], [H2] tức là dịch chuyển về phía trái là phía thu nhiệt( chiều nghịch)

Ngược lại, ở phản ứng thu nhiệt, ∆H > 0 Khi tăng nhiệt độ thì K tăng, cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành nhiều sản phẩm, tức là chiều tỏa nhiệt ( chiều thuận)

Trong phản ứng điều chê NH3 ở trên, muốn có nhiều sản phẩm, ta phải:

• Tăng nồng độ N2 hoặc H2

• Hạ nhiệt độ phản ứng

c Ion chung:

Xét cân bằng: CH3COOH CH3COO- + H+

Nếu ta them muối nào đó của acid này vào dung dịch thì chính là đã làm tăg nồng độ ion CH3COO-, nên theo nguyên lý Le Chaterlier, cân bằng sẽ chuyển dịch sang bên trái, nghĩa là độ phân ly của acid acetic giảm xuống Từ đó ta thấy rằng, việc đưa những ion cùng tên vào dung dịch chất điện ly yếu thì độ phân ly của chất điện ly này giảm xuống, do đó [H+] giảm xuống, pH tăng vì pH

= -lg[H+]

d Áp suất:

Xét phản ứng: mA(k) + nB(k) pC(k) + qD(k)

Gọi ∆v = (q+p) – (m+n)

Áp suất chỉ ảnh hưởng trên các cân bằng của phản ứng ở thể khí:

• Nếu ∆v = 0: áp suất hệ không ảnh hưởng trên sự dịch chuyển cân bằng

• Nếu tăng áp suất của hệ, chuyển dịch cân bằng sẽ dời đổi theo chiều làm giảm tổng số mol phân tử khí (theo chiều ∆v < 0)

III THỰC HÀNH:

• Hoá chất:

- FeCl3 10%

- NH4SCN 10%

- Tinh thể NH4Cl

- CH3COOH 1N

- CH3COONH4 1N

- Chỉ thị Methyl da cam 1/50

- NH4OH 0,1N

- NH4Cl 1N

- Chỉ thị Phenolphtalein 1%

• Tiến hành:

1 Ảnh hưởng của nồng độ:

- Cho vào bécher lần lượt các thuốc thử:

+ 50ml nước cất aaaa

+ 1ml dung dịch FeCl3 10%

+ 1ml dung dịch NH4SCN 10%

- Khuấy đều dung dịch rồi dung pipette lấy vào 4 ống nghiệm, mỗi ống chứa 10ml hỗn hợp dung dịch vừa pha ở trên:

+ Ống 1: thêm 2ml nước cất làm dung dịch so sánh

+ Ống 2: thêm 2ml dung dịch FeCl3 10%

+ Ống 3: thêm 2ml dung dịch NH4SCN 10%

+ Ống 4: thêm khoảng 1g NH4Cl tinh thể

- Phản ứng hoá học:

FeCl3 + NH4SCN Fe(SCN)4 + NH4Cl

(vàng) (không màu) (đỏ máu) (không màu)

- Nhận xét: So với ống 1(dung dịch so sánh) thì

+ Ống 2 và ống 3 đậm màu hơn

+ Ống 4 nhạt màu hơn

- Giải thích:

+ Ống 2 và ống 3: Khi thêm dung dịch FeCl3 hay dung dịch NH4SCN nghĩa

là tăng nồng độ chất tham gia phản ứng, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, tạo ra nhiều sản phẩm là Fe(SCN)4 màu đỏ máu nên dung dịch thu được có màu đỏ đậm hơn ống nghiệm 1

+ Ống 4: Khi thêm tinh thể NH4Cl, nghĩa là tăng nồng độ chất sản phẩm, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, giảm sản phẩm Fe(SCN)4 màu đỏ máu nên dung dịch thu được có màu nhạt hơn ống nghiệm 1

Vậy đúng như nguyên lý Le Châtelier, ở trường hợp thay đổi nồng độ một chất, thì chiều của phản ứng sẽ xảy ra theo hướng tạo ra thêm chất có nồng độ ít tronghệ và làm giảm đi chất có nồng độ cao hơn

2 Khảo sát hiệu ứng ion chung:

- Khảo sát sự ion hoá của một acid yếu và một base yếu khi thêm vào dung dịch các ion chung của acid đó

a Thí nghiệm 1:

- Dùng 2 ống nghiệm đánh số, mỗi ống chứa 5ml CH3COOH 1N

+ Ống 1: thêm 5ml nước cất + 2 giọt methyl da cam 1/50

+ Ống 2: thêm 5ml CH3COONH4 1N + 2 giọt methyl da cam 1/50

- Nhận xét:

+ Ống 1:dung dịch chuyển sang màu vàng

+ Ống 2: dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt

- Giải thích:

+ Methyl da cam là một chất chỉ thị màu có khoảng biến đổi màu pH khoảng 3,1 – 4,4; trong môi trường acid, methyl da cam chuyển thành màu đỏ, còn trong môi trường base thì chuyển màu vàng

+ Ta có phương trình phân ly:

CH3COOH CH3COO- + H+

+ Ống 1: Do nồng độ ion H+ trong dung dịch không cao nên nên rơi vào khoảng chuyển màu vàng của methyl da cam ở pH>4,4

+ Ống 2: Khi thêm CH3COONH4 có nghĩa ta đã tăng nồng độ ion CH3COO -(còn NH4OH là chất điện ly yếu), cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm ion CH3COO-, tức là theo chiều nghịch tạo ra nhiều acid làm pH dung dịch giảm xuống khoảng chuyển màu đỏ của methyl da cam

b Thí nghiệm 2:

- Dùng 2 ống nghiệm đánh số, mỗi ống chứa 5ml NH4OH 0,1N

+ Ống 1: thêm 5ml nước cất + 2 giọt phenolphtalein 1%

+ Ống 1: thêm 5ml NH4Cl + 2 giọt phenolphtalein 1%

- Nhận xét:

+ Ống 1: dung dịch chuyển sang màu hồng

+ Ống 2: dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt

- Giải thích:

+ Trong môi trường base, dung dịch phenolphthalein chuyển sang màu hồng

+ Ống 1: do NH4OH là môi trường base nên dung dịch có màu hồng

+ Ống 2:

Ta có phương trình phân ly:

NH4OH NH3 + H2O

NH4Cl + H2O NH4OH + H+ + Cl

-Khi thêm NH4Cl nghĩa là thêm ion NH4+, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ NH4OH, môi trường giảm tính base nên dung dịch có màu hồng nhạt

3 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

- Dùng bình kín điều chế khí NO2 (màu nâu) bằng cách:

Cu + 4HNO3(đđ) Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Nhúng bình đã thu đầy khí NO2 vào hỗn hợp sinh hàn ( nước đá + muối)

- Hiện tượng: Khí màu nâu trong bình một thời gian sau bị mất màu

- Giải thích:

Phương trình hoá học:

2NO2 N2O4

(màu nâu) (không màu)

Do khí NO2 màu nâu chuyển thành khí N2O4 không màu nên quan sát thấy hiện tượng trên

- Ở trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch, nếu ta làm tăng nhiệt

độ của hệ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt, ngược lại giảm nhiệt độ của hệ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều toả nhiệt Khi nhiệt độ

hạ thấp, 2 phân tử NO2 kết hợp tạo thành N2O4, vậy chiều thuận là phản

ứng toả nhiệt.

BÀI BÁO CÁO THỰC HÀNH HOÁ HỌC

CÂN BẰNG HOÁ HỌC

IV MỤC ĐÍCH:

- So sánh hoá tính của 3 loại hydrocarbon

- Nhận danh hydrocarbon dựa trên các phản ứng đặc trưng cho tính chất hoá học

V LÝ THUYẾT:

- Hydrocarbon là hợp chất hữu cơ chỉ chứa 2 nguyên tố Carbon và Hydro Có

3 loại: hydrocarbon bão hoà, hydrocarbon bất bão hoà và hợp chất có nhân thơm

- Hydrocarbon bão hoà hay là các alcan chỉ có chứa các liên kết đơn trong phân tử Hydrocarbon bất bão hoà chứa một hay nhiều nối đa, hợp chất có chứa nối đôi gọi là alcen, hợp chất có chứa nối ba gọi là alcin

- Hợp chất có nhân thơm được đặc trưng bởi sự hiện diện trong phân tử một hay nhiều vòng 6C (vòng benzene)

- Những loại hydrocarbon khác nhau sẽ phản ứng khác nhau trên vài tác chất đặc biệt nào đó

to

to

VI THỰC HÀNH:

1 Hoá chất:

- Hecxan

- Hecxen

- Benzen

- Dung dịch KMnO4 1%

- H2SO4 đậm đặc

2 Tiến hành:

a Khảo sát tính bắt cháy của hydrocarbon:

- Một phản ứng quan trọng nhất của hydrocarbon là phản ứng cháy, sản phẩm

tạo thành là khí CO2 và nước

- Khi hydrocarbon cháy trong không khí, dựa vào màu ngọn lửa và lượng khói

để nhận định đó là loại hydrocarbon nào

* Thí nghiệm: Phân biệt 3 mẫu hydrocarbon:

HÓA CHẤT HIỆN TƯỢNG NHẬN XÉT – GIẢI THÍCH PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG

HECXAN

(ALCAN)

- Màu ngọn lửa xanh tới xanh vàng

- Cháy hoàn toàn

- Không có khói

Phân tử chỉ có liên kết đơn dễ phá vỡ nên cháy hoàn toàn trong thời gian ngắn

C6H14 + O2 6CO2↑ + 7H2O↑

HECXEN

(ALCEN)

- Ngọn lửa màu vàng xanh

- Có khói nhẹ

Phân tử có 1 liên kết đôi nên thời gian cháy dài hơn

C6H12 + 9O2 6CO2↑ + 6H2O↑

BEZEN

(Hydrocarbo

n nhân thơm)

- Màu ngọn lửa từ vàng đến đỏ

- Có nhiều khói

Phân tử có 3 liên kết đôi nên thời gian cháy lâu nhất

b Biểu tính hydrocarbon:

Với KMnO 4 :

- Những alcan không bị oxy hoá bởi KMnO4 loãng Trái lại, những alcen phản

ứng với KMnO4 loãng trong môi trường acid để cho ra glycol

* Thí nghiệm: Dùng 2 ống nghiệm: ống 1 chứa 1ml hecxan, ống 2 chứa 1ml hecxen Thêm vào mỗi ống 1 giọt KMnO4 1% Lắc đều cả 2 ống cùng lúc

- Nhận xét:

+ Ống 1: dung dịch tách lớp

+ Ống 2: dung dịch KMnO4 mất màu tím

- Giải thích:

+ Ông 1: C6H14 không phản ứng với KMnO4 nên không có hiện tượng + Ống 2: C6H12 bị oxy hoá bởi KMnO4 tạo ra glycol:

3C6H12 + 2KMnO4 + 4H2O 3C6H12(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH

Với H 2 SO 4 đậm đặc:

Lấy 2 ống nghiệm: ống 1 chứa 1ml hecxan, ống 2 chứa 1ml hecxen Làm lạnh

cả 2 ống nghiệm trong chậu đá, sau đó thêm vào từ từ mỗi ống 3ml H2SO4 đậm đặc Đặt ống trở lại vào chậu đá và lắc thật nhẹ cho đến khi có phản ứng

- Nhận xét:

+ Ống 1: dung dịch tách lớp

+ Ống 2: dung dịch đồng nhất có màu vàng nhạt

- Giải thích:

+ Ống 1: C6H14 không phản ứng H2SO4 đậm đặc nên không có hiện

tượng

+ Ống 2: C6H12 bị oxy hoá bởi H2SO4 đậm đặc tạo sản phẩm quan sát được:

H2C=CH-(CH2)3-CH3 + H2SO4 → CH3−(CH−O−SO3H)-(CH2)3-CH3

Phản ứng đặc hiệu cho hydrocarbon thơm: Phản ứng sulfonyl hoá

Lấy 1 ống nghiệm cho vào 1ml H2SO4 đậm đặc Làm lạnh trong chậu đá, sau đó thêm vào 6 giọt benzene Đun cách thuỷ (#70oC) trong 10 phút

- Nhận xét:

+ Lúc đầu dung dịch tách thành 2 lớp riêng biệt

+ Sau khi đun cách thủy thì thấy một hỗn hợp đồng nhất

- Phương trình phản ứng:

BÀI BÁO CÁO THỰC HÀNH HOÁ HỌC

CHUẨN ĐỘ ACID – BASE

- Xác định giá trị pH gần đúng bằng cách đo bằng máy

- Pha chế dung dịch đệm và khảo sát tính chất

- Chọn chất chỉ thị màu thích hợp khi chuẩn độ các acid có độ mạnh khác nhau

II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

1. Định nghĩa acid – base theo Bronsted:

- Acid: là những chất có khả năng cung cấp H3O+ trong nước

- Base: là những chất có khả năng nhận H+ đồng thời có thể tạo ra OH- trong nước

- Muối: sự phối hợp một cation và một anion, có thể có tính acid, base hoặc trung tính tuỳ theo độ mạnh tương đối của cation và anion

2. Chỉ thị pH:

- Đó là những phẩm màu hữu cơ gồm 2 dạng axit và base có màu khác nhau

I n d a I n d b + H +

- Tùy theo nồng độ H+ mà chất chỉ thị có màu của Inda (môi trường nhiều H+) hay của Indb(môi trường ít H+)

3. Chất đệm:

- Là những chất có chức năng giữ cho pH dung dịch thay đổi ít hoặc thay đổi không đáng kể khi thêm vào một ít H+, OH- hay khi pha loãng

- Thành phần của chất đệm thường gốm axit yếu và base liên hợp của axit đó

- Công thức tính pH chất đệm:

pHchất đệm = pKa + lg pKa: hằng số axit

Ca , Cm: nồng độ mol của axit và muối

4. Phương pháp chuẩn độ:

- Thường dùng 1 chất đã biết trước nồng độ để xác định nồng độ của chất khác

- Trong trường hợp này, tùy theo pH ở điểm tương đương mà ta chọn chất chỉ thị màu thích hợp

5. Nồng độ đương lượng (C N )

Biểu thị số đương lượng gam chất tan có trong 1000ml dung dịch

Công thức: CN = x 1000

6. Hệ thức liên hệ giữa nồng độ mol và nồng độ đương lượng

CN = n CM (n: được tính tùy theo bản chất của phản ứng hóa học)

III. THỰC HÀNH:

1. Chuẩn độ dung dịch H 3 PO 4 bằng dung dịch NaOH chuẩn 0,1M:

• Hoá chất:

- NaOH chuẩn 0,1M

- 10ml dung dịch H3PO4 chưa biết nồng độ

- Chất chỉ thị màu dung dịch phenolphthalein 1‰

• Tiến hành:

- Dùng pipette thể tích hút chính xác 10ml dung dịch H3PO4 cho vào bình nón, them vào 2-3 giọt chỉ thị màu phenolphthalein

- Đổ dung dịch NaOH chuẩn 0,1M vào burette

- Tiến hành chuẩn độ cho đến khi dung dịch từ không màu chuyển sang màu hồng bền

• Các kết quả đo được:

- Lần 1: VNaOH(1) = 7ml

- Lần 2: VNaOH(2) = 7,3 ml

- Lần 3: VNaOH(3) = 7,6 ml

- Lấy kết quả trung bình của 3 lần đo trên ta được VNaOH = 7,3ml

• Phương trình phản ứng:

H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O

- Dựa theo hệ thức liên lạc giữa nồng độ mol và nồng độ đương lượng CN = n.CM ta được

CN_NaOH = CM_NaOH = 0,1M

CN_H3PO4 = 2CM_H3PO4

- Áp dụng nguyên tắc: Khi 2 dung dịch có nồng độ đương lượng khác nhau

mà tác dụng vừa đủ với nhau thì thể tích của chúng tỉ lệ nghịch với nồng độ:

N1.V1 = N2.V2 ( chỉ áp dụng với nồng độ đương lượng)

Ta được NH3PO4 x VH3PO4 = NNaOH x VNaOH chuẩn độ

 NH3PO4 = (NNaOH x VNaOH chuẩn độ) : VH3PO4

= (0,1 x 7,3) : 10 = 0,073

 CM_H3PO4 = 0,073 : 2 = 0,0365 (M)

Kết luận: C M của dung dịch H 3 PO 4 là 0,0365M

2. Khảo sát chất đệm:

• Hoá chất:

- CH3COOH 0,1M

- NaOH 0,1M

- HCl 0,1M

• Tiến hành: Pha dung dịch đệm: Lấy 50ml dung dịch CH3COOH 0,1M cho vào cốc (loại 100ml) rồi them vào 25ml dung dịch NaOH 0,1M

a. pH của dung dịch vừa pha theo thực tế được đo bằng máy là 4,4

b. n = CM.V nên nNaOH = 2,5.10-3 ; nCH3COOH = 5.10-3

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

5.10-3 2,5.10-3 (mol)

2,5.10-3 2,5.10-3 2,5.10-3 (mol)

2,5.10-3 2,5.10-3 2,5.10-3 (mol)

Ta được

Cm = 100 =

Ca = 100 =

Theo công thức:

pHđệm = pKa + lg = pKa + lg(1) = pKa = 4,757

c

* Lấy 20ml dung dịch đệm + 5 giọt dung dịch NaOH 0,1M được pH mới là 4,88

* Lấy 20ml dung dịch đệm + 5 giọt dung dịch HCl 0,1M được pH mới là 4,34

* Lấy 20ml dung dịch đệm + 20ml nước cất được pH mới là 4,44

- Nhận xét: pH thay đổi không đáng kể

- Giải thích: do dung dịch đệm có chức năng giữ cho pH dung dịch thay đổi

ít hoặc thay đổi không đáng kể khi thêm vào một ít H+ , OH- hay khi pha loãng

d Làm lại thí nhiệm c bằng cách:

* Lấy 20ml nước cất + 2 giọt NaOH 0,1M được pH = 7,81

* Lấy 20ml nước cất + 2 giọt HCl 0,1M thì pH đo được là: pH = 3,31

Nhận xét: Thêm NaOH, môi trường có tính base nên pH tăng; thêm HCl, môi trường có tính acid nên pH giảm

R - O

H H

O

H H

O

H

Giải thích: Do nước cất không phải dung dịch đệm nên pH thay đổi đáng kể

BÀI BÁO CÁO THỰC HÀNH HOÁ HỌC

ALCOL

VII MỤC ĐÍCH:

- Khảo sát những đặc tính của alcol, từ đó dựa vào hoá tính để xác định nhóm chức

VIII LÍ THUYẾT:

- Ancol là dẫn xuất của hydrocarbon, có một nguyên tử H của hydrocarbon được thay thế bởi nhóm hydroxyl (-OH) Vì vậy tính chất hoá học của alcol được quyết định bởi nhóm –OH

IX THỰC HÀNH:

1 Độ tan trong nước:

a Nguyên tắc:

Những ancol có khối lượng phân tử nhỏ có thể hòa lẫn được trong nước nhờ sự tạo được liên kết hidro với phân tử nước

Nếu ancol có khối lượng phân tử càng lớn thì độ hòa tan trong nước càng giàm và dễ tan trong dung môi hữu cơ không phân cực

b Tiến hành

• Dùng các ông nghiệm sạch cho vào mỗi ống 0,5 ml một chất dưới đây:Etanol, Butanol, Cyclohecxanol, Ethylenglycol

• Thêm vào mỗi ống 2 ml nước cất Lắc kĩ, quan sát độ tan của mỗi chất, ghi kết quả vào bảng

• Dùng giấy pH đo pH các chất trên (đo mẫu nguyên chất) và so với bảng mẫu Ghi kết quả